¿Cómo se rompe la barrera del sonido?

El 14 de octubre de 1947, sobre el lecho seco del lago de Muroc, en California, un pequeño avión naranja fue liberado desde la bahía de bombas de un B-29 a unos 6.000 m de altitud. Su piloto, el capitán de las Fuerzas Aéreas Charles Yeager, encendió en secuencia las cuatro cámaras de su motor cohete e inició el ascenso. A unos 13.000 m (43.000 pies) la aguja del machómetro superó 1 y las estaciones en tierra escucharon un estampido: el Bell X-1 se había convertido en el primer avión en volar más rápido que el sonido en vuelo nivelado, a unos Mach 1,06, y lo había hecho sin las sacudidas destructivas que muchos ingenieros temían. El vuelo duró solo unos minutos con el motor cohete encendido, pero resolvió una pregunta que había costado vidas en picados durante la guerra.

El X-1 fue diseñado para sobrevivir a la región transónica en lugar de evitarla. Su fuselaje se modeló a partir de una bala del calibre .50, una forma conocida por ser estable por encima de la velocidad del sonido. Las alas eran rectas pero inusualmente finas, lo que retrasaba la formación de ondas de choque. Un motor cohete le daba un empuje que no caía a alta velocidad, como sí ocurre con las hélices. Lo más importante era el estabilizador horizontal, que podía moverse como una sola superficie: en aviones anteriores, el elevador articulado perdía efecto cuando se formaba una onda de choque por delante de él, y el equipo de Yeager había descubierto en vuelos previos que ajustar todo el estabilizador restauraba el control. Esa característica se convirtió después en estándar en todos los aviones supersónicos.

Los aviones supersónicos modernos usan la misma receta con mejores herramientas. Los turborreactores y turbofanes con poscombustión aportan un empuje que crece con la velocidad; las alas en flecha o delta y los fuselajes esbeltos, perfilados según la regla del área, mantienen manejable la resistencia transónica; los ordenadores de control de vuelo gestionan los cambios de trimado. Un caza suele acelerar a través de Mach 1 en un picado suave o en vuelo nivelado a gran altitud, donde la velocidad del sonido es menor y el aire más tenue, y la transición se percibe sobre todo como un cambio en el trimado y una suavización del flujo de aire, más que como una sacudida. El Concorde llevaba pasajeros a través de ella de forma habitual, acelerando sobre el mar para evitar a la gente en tierra el estampido sónico, la onda de presión que sigue a cualquier aeronave que vuele a velocidad supersónica y que sigue siendo el principal obstáculo para el vuelo supersónico sobre tierra.